1866

нанесения 11 ударов. Характер трещинообразования дисперсно-армиро- ванного бетона, в зависимости от качества очистки металлокорда, представлен на рис. 4.14.

Рис. 4.13. Работа разрушения фибробетона в зависимости от дозировки и вида волокон:

а – дисперсно-армированные щебеночные бетоны; б – дисперсно-армированные мелкозернистые бетонов;

1 – фибробетон с использованием промышленной фибры;

2 – то же металлокорда с дополнительной очисткой;

3 – то же металлокорда без дополнительной очистки

Рис. 4.14. Характер трещинообразования дисперсно-армированного мелкозернистого бетона:

а – при использовании очищенного металлокорда; б – при использовании металлокорда с примесью резины

91

Показатель работы разрушения образцов мелкозернистого бетона с металлокордом с дополнительной очисткой на 5–7 % выше по сравнению с использованием промышленной фибры. Испытания мелкозернистого бетона показали, что трещиностойкость при введении армирующих волокон до 2 % возрастает на 50–70 % и дальнейшее увеличение армирующих элементов приведет к повышению данных характеристик.

Влияние вида и качества волокон на основе техногенных отходов на истираемость фибробетона. Показатели истираемости бетона очень важны при устройстве полов из мелкозернистого бетона.

Истираемость бетона определялась на образцах-кубах 70 70 70 мм по ГОСТ 13087–81 «Бетоны. Методы определения истираемости». Испытания проводились на круге истирания ЛКИ-3. Испытанию на истираемость подвергали нижние грани образцов. Перед испытанием образцы взвешивали и измеряли площадь истираемых граней. После проведения 4-х циклов испытаний для каждого образца (общий цикл истирания составляет 600 м) образцы вынимали из гнезд крепления, обтирали сухой тканью и взвешивали. Истираемость бетона определялась по потере массы испытанных образцов (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Истираемая поверхность образца дисперсно-армированного мелкозернистого бетона

В табл. 4.8 представлены результаты потери массы образцов в зависимости от вида армирующего элемента.

92

Таблица 4 . 8

Результаты испытаний образцов мелкозернистого фибробетона на истираемость

93

Выявлено, что введение в состав бетона волокон металлокорда или промышленной фибры снижает показатели истираемости на 63,87 % и 64,51 % соответственно. Следовательно, использование в качестве дискретной арматуры металлокорда с высокой степенью очистки обеспечивает фиброраствору высокие физико-механические и эксплуатационные показатели, с применением как промышленной фибры, так и металлокорда.

Прочность фибробетона с использованием металлокорда неочищенного (с примесью резины до 4 %) также понижает показатель истираемости образцов на 32,9 %. Это свидетельствует о возможности применения металлокорда в растворах без дополнительной очистки, что позволит снизить энергозатраты на доочистку и тем самым уменьшить стоимость конечной продукции.

Определение уровня ударного шума в зависимости от вида исполь-

зуемого волокна. В настоящее время конструктивное устройство перекрытия состоит из плиты перекрытия и стяжки толщиной 20-40 мм. Данная конструкция формально удовлетворяет требованиям СНиП 23-03–2003 «Защита от шума». Недостатком используемой конструкции является ее низкая эффективность при ударном шуме. Применение металлокорда с содержанием резины до 4 % (без дополнительной очистки) наряду с повышением прочностных и эксплуатационных характеристик, на наш взгляд, должно улучшить показатель ударного шума.

Сравнительные испытания на изменение значения ударного шума образцов, в зависимости о применяемой фибры в сталефибробетоне, выполнялись по следующей методике. Изготавливался картонный короб размерами 200 200 1200 мм. На дно короба на предварительно установленную подложку укладывались образцы-кубы размерами 50 50 50 мм. На высоте 1000 мм в стене короба устанавливался микрофон с подключенным к нему прибором ВШВ-3 для определения ударного шума (рис. 4.16).

Рис. 4.16. Экспериментальная схема по определению снижения ударного шума

94

В верхней части короба монтировалась трубка-прицел, через которую направлялся металлический шарик массой 50 г, который, по закону Ньютона, ударял по бетонному образцу. Показатель ударного шума оценивался по результатам 5-ти испытаний каждого из трех образцов каждого состава. Испытания проводились в помещении, отвечающем требованиям ГОСТ 27296–87 «Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций».

Результаты исследований приведены в табл. 4.9.

Таблица 4 . 9

Показатели уровня ударного шума

Установлено, что ударный шум в образцах с примесью резины снизился на 1,5–2 дБ, что в комплексе с мероприятиями по шумоизоляции горизонтальных ограждающих конструкций в гражданских зданиях может иметь дополнительное положительное значение.

95

Глава 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН

5.1. Инновационные технологии создания эффективных строительных материалов с использованием отходов

На протяжении последних лет в Пензенской области активно развивается инновационный сектор экономики. По данным Национальной ассоциации инноваций и развития информационных технологий (НАИРИТ), Пензенская область занимает 3-е место среди регионов с высокой инновационной активностью (данные 2009 г). Актуальным направлением инновационного развития экономики Пензенской области является создание инфраструктуры для инновационной деятельности, в том числе в вузах области.

В ПГУАС совместно с предприятием ООО «Техноком» и Пензенским заводом ОАО «Пензмаш» создано малое инновационное предприятие НПП «Экоресурс». Основное направление деятельности МИП:

вывод на рынок высокоэффективного и высококачественного инновационного напольного и кровельного материала из продуктов переработки изношенных автомобильных шин;

создание современного высокотехнологического комплекса, включающего в себя: оборудование по безотходной переработке изношенных автомобильных шин; оборудование по производству продукции на основе резиновой крошки; систему организации сбора отходов в городах России;

разработка законопроектов местного уровня с целью создания системы сбора и утилизации изношенных автомобильных шин.

Деятельность НПП «Экоресурс» способствует совершенствованию учебного процесса, обеспечивает привлечение к инновационной деятельности студентов, магистрантов и аспирантов.

В настоящее время на базе НПП «Экоресурс» разработана технологическая линия по изготовлению напольных и кровельных покрытий, отделочных материалов с использованием в качестве основного сырьевого компонента порошковой резины. Активно ведутся переговоры с ОАО «Чеховский регенератный завод» (г.Чехов, Московская обл.) о внедрении данной линии на предприятии.

На основе известных разработок на первом этапе внедрения инновационных технологий выполнены работы по организации производства травмобезопасных напольных покрытий (рис. 5.1 а, б).

96

Рис. 5.1. Разработанные материалы на основе резиновой крошки: а, б – травмобезопасные покрытия; в, г – резиновая гибкая черепица

Вторым этапом явилась разработка технологического регламента получения резиновой гибкой черепицы на основе основного компонента переработки автошин – резиновой крошки. Основные предпосылки создания отечественной гибкой черепицы изложены в гл. 3.

Разработанная технологическая линия представляет собой комплект автономных полуавтоматических агрегатов, расположенных в технологической последовательности, с использованием основного, транспортного и вспомогательного оборудования.

Технологический процесс получения резиновой гибкой черепицы состоит из следующих технологических модулей:

–смесительного модуля (модуль подготовки сырьевой смеси);

–подготовки и подачи связующего;

–нанесения гранулярного покрытия;

–прессования;

–термообработки и сушки.

97

На рис. 5.2 представлена технологической схема изготовления резиновой кровельной черепицы.

Рис. 5.2. Технологическая линия по производству резиновой кровельной черепицы:

1 – дозатор сырьевой смеси; 2 – смеситель; 3 – пульт управления миксерами; 4 – рама для крепления системы миксеров; 5 – сито для просеивания декоративного материала; 6 – бункер декоративного материала; 7 – система рассыпки декоративного слоя; 8 – пресс-формы; 9 – виброконвейер; 10 – пульт управления бункером; 11 – крепежный элемент; 12 – тележка-рама;

13 – деревянные кассеты; 14 – рама пресса; 15 – распределитель нагрузки; 16 – пресс гидравлический; 17 – вентканал термокамеры; 18 – редуктор вытяжки термокамеры; 19 – вход в термокамеру; 20 – термокамера; 21 – пульт управления технологическими режимами в термокамере

Сырье (резиновая крошка) должно отвечать требуемым показателям по гранулометрическому составу и морфологии поверхности.

Технологический процесс получения кровельной черепицы заключается в следующем. Подготовленная по заданной рецептуре литьевая смесь перемешивается в системе миксеров 2 с дозаторами 1, состоящей из трех смесителей. Конструктивно смеситель представляет собой закрепленную на раме 4 цилиндрическую емкость 2, к раме 4 прикреплена пластина, на которой установлен червячный мотор-редуктор. Выходной вал редуктора проходит через ступицу по оси цилиндра внутрь емкости, на конце вала закреплены перемешивающие лопасти смесителя, устроенные таким образом, что на них не налипает смесь за счет использования на каждой лопасти по два прутка диаметром 6 мм, которые расположены вертикально. Включать смеситель необходимо до засыпки в емкость сырьевой смеси, разгрузка ведется автоматически, с помощью весового дозатора 1. Система смесителей обеспечивает соблюдения рецептурных факторов при производстве различных видов продукции (рис. 5.3). Из миксеров с помощью дозаторов 1 смесь подается в пресс-формы 8 (см. рис. 5.2).

98

заданного давления кассеты в рамной тележке фиксируются замками 11, нагрузка снимается, и тележка выкатывается из-под пресса. Далее тележка перемещается в термокамеру 20, состоящую из шести отсеков, отделенных друг от друга. На каждые два отсека предусмотрен отдельный нагревательный элемент мощностью до 6 кВт, что позволяет сохранить постоянную заданную технологией температуру. С помощью пульта управления температурными режимами камеры 21 устанавливается технологический режим прогрева. Для выравнивания температуры по объему термокамера оснащена вентилятором циркуляции воздуха 18. После выдержки сырьевой смеси в термокамере (рис. 5.4) тележки-рамы расформовываются, продукция складируется для остаточной полимеризации на стеллажах.

Рис. 5.4. Термокамера для изготовления резиновой гибкой черепицы

Преимуществами технологической линии являются малая трудоемкость, высокая производительность, достигающая 200 м2 продукции в сутки, низкая энергопотребляемость (до 20 кВт ч). Основные агрегаты технологической линии показали стабильную, отлаженную работу.

В настоящее время ведутся работы по замене полиуретанового связующего на «сшиватель» из отходов пластика.

5.2. Технико-экономическое обоснование создания

эффективных строительных материалов с использованием изношенных автомобильных шин

Технико-экономическая эффективность предлагаемых ресурсосберегающих строительных материалов обусловлена использованием в качестве сырьевого ресурса техногенных отходов.

Технико-экономическая эффективность производства напольных покрытий. Технико-экономическая эффективность напольных покрытий оценивалась по двум сравниваемым вариантам: 1) вариант изготовления

100